и активной составляющей входной проводимости;

/с. акт А f2

где

(2.65)

Появление активной входной проводимости указывает на то, что уже при небольших углах пролета на управле- ние электронным потоком с помощью отрицательно заря-

Рис 2.47. Индуктивность катодного вывода как элемент

связи между анодной и сеточной цепями лампы:

а-появление входной проводимости; б-появление выходной проводимости

женной сетки затрачивается мощность. С энергетической точки зрения последнее объясняется тем, что вследствие инерционности электронного потока количество электронов, ускоряющихся переменным полем сетки, всегда больше, чем количество электронов, тормозящихся этим полем. В результате и возникает передача мощности от поля электронному потоку. В самом деле, при положительной полуволне переменного напряжения сетки от катода к сетке идет больше электронов, чем от сетки к аноду, так как за сеткой еще находятся электроны, которые вышли в предыдущий отрицательный полупериод. Поскольку электроны перед сеткой ускоряются переменным полем сетки, а за сеткой им же тормозятся, то в целом источник переменного напряжения сетки затрачивает некоторую энергию на ускорение электронного потока. При отрицательном полупериоде сеточного напряжения по той же причине количество элект-

ронов, тормозящихся перед сеткой, оказывается меньшим, чем количество электронов, ускоряющихся переменным полем за сеткой, и источник сеточного переменного напряжения опять расходует энергию на ускорение электронного потока.

Активная входная проводимость в цепи сетки триода появляется также и в том случае, когда катодный вывод лампы имеет значительную индуктивность. Индуктивное сопротивление катодного вывода ©Lk играет роль элемента связи между сеточной и анодной цепями (рис. 2.47, а), с помощью которого во входной цепи возбуждается ток:

/ах = - /юСск Ul = -/(оСск /CoLk L = Сек US О с-

Из полученного выражения видно, что этот ток является чисто активным. Следовательно, в цепи сетки возникает активная проводимость

gL-Cc.KSf-A,P. (2.66)

где

Полная величина активной входной проводимости Оц включает компоненту gx, определяемую инерцией электронов, и компоненту gt, определяемую влиянием индуктивности катодного вывода:

0гг-=§х + 8с-Р' (2.67)

где

A = A + Al.

Индуктивность катодного вывода обусловливает также увеличение активной проводимости выходной цепи, так как на индуктивности катодного вывода емкостный анодный ток возбуждает переменное напряжение Ul~ - ayCaKLJJ которое, действуя в цепи сетки, вызывает появление дополнительной компоненты анодного тока (рис. 2.47, б). С учетом этого явления активная выходная проводимость лампы G22 оказывается равной:

= Сак + и Сак == Са.. + Sp, (2.68)

где

5 = 4л2 Са 5.

Индуктивности выводов совместно с междуэлектродными емкостями приводят к появлению резонансных явлений в цепях триода, на частотах, при которых индуктивные сопротивления выводов (nL оказываются близкими к емкостным сопротивлениям между электродами лампы

По этой причине с ростом частоты наблюдается увеличение входной и выходной емкостей триода.

Все перечисленные явления отрицательно сказываются на работе лампы и фактически ограничивают ее частотный диапазон.

В современных миниатюрных маломощных лампах указанные явления становятся заметными в диапазоне метровых волн, что видно из табл. 2.1, в которой приведены значения коэффициента активной входной проводимости А для ряда триодов. Например, в триоде 6Н24П на частоте / = 200 Мгц входная проводимость

= Л/2=35 10-6 200= 1,4 моим.

Таблица 2.1

Коэффициент активной входной проводимости для триодов в типовом режиме

В лампах большой мощности указанные ограничения могут наступать и на более низких частотах.

Для достижения более высоких предельных частот стремятся конструировать лампы таким образом, чтобы они имели возможно меньшие индуктивности выводов, меньшие междуэлектродные емкости и меньшее время пролета электронов. Таким путем удается расширить частотный диапазон миниатюрных ламп до 900-1000 Мгц. При этом влам-пах, предназначенных для работы в схеме с общей сеткой (стр. 106), предусматриваются специальные меры для уменьшения индуктивности сеточного вывода, вызывающего нежелательную связь между выходной и входной цепями. Для этой цели, например, делают несколько параллельных выводов сетки. В лампах, которые используются в схеме с общим катодом, аналогичные меры принимаются в отношении катодного вывода.

Для уменьшения емкости сетка - анод, существенно ограничивающей частотный диапазон триода в схеме с об-

щим катодом (стр. 105), между анодом А и сеткой С лампы (рис. 2.48) располагают специальные металлические пластины, которые осуществляют электростатическую экранировку сетки от пассивной поверхности анода, не воспринимающей электронный поток. Одновременно экранирующие пластины несколько уменьшают рассеивание электронного потока и, концентрируя его, тем самым снижают площадь активной части анода, а следовательно, и емкость. Такие лампы, называемые нейтродами, имеют в 2-4 раза

Экранируют* пластины

Рис. 2.48. Конструкция нейтрода

меньшую емкость сетка - анод по сравнению с триодами обычной конструкции и благодаря этому более широкий частотный диапазон.

Отечественной промышленностью выпускается нейтрод Н-53, имеющий емкость Сас < 0,35 пф и крутизну S = = 14жа/е. Лампа имеет металло-керамическую конструкцию типа нувистор (см. § 3.9).

В триодах для сверхвысоких частот применяются обладающие малой индуктивностью дисковые выводы, приспособленные для включения лампы в объемные резонаторы и волноводы (рис. 2.49). Расстояние сетка - катод в этих лампах предельно уменьшено (до 10-f-15 мк), что достигается путем применения оксидного или бариево-вольфрамового катода с гладким плотным покрытием небольшой толщины (порядка 13 мк) и густой сетки из очень тонкой (7-т-8 мк) вольфрамовой проволоки. Баллон изготавливается из керамики, обладающей малыми потерями на СВЧ, или из специальных сортов стекол. Имея крутизну до 50 мав, подобные триоды эффективно работают на частотах до 10 Ггц и более, генерируя мощность в не-

сколько десятков милливатт. Дальнейшему повышению рабочей частоты препятствуют технологические трудности связанные с необходимостью уменьшения габаритов лампы' В заключение отметим, что схема замещения триода рассмотренная в § 2.6 (см. рис. 2.32), справедлива и для

вывод анода

Сетка вывод сетки

Катод

Вывод катода

Керамика

Подогреватель

Рис. 2.49. Триод для сверхвысоких частот

данного диапазона частот, если проводимости K,i, F22, 112, К21 определять с учетом описанных выше явлений , например:

ii = / + /(o(CcK + Cac); (2.69)

Пг = + 5/ + /{0(Сак+Сас).

(2.70)

ГЛАВА 1П

ТЕТРОДЫ И ПЕНТОДЫ

§ 3.1. ЭКРАНИРУЮЩАЯ СЕТКА В УСИЛИТЕЛЬНЫХ ЛАМПАХ

Большая величина проходной емкости триода Сас существенно ограничивает его частотный диапазон усиления. Согласно (2.56) предельная частота устойчивого усиления

/пр = (при/С-1).

Для ее повышения в первую очередь необходимо уменьшать проходную емкость лампы, так как возможности увеличения крутизйы ограничены.

Эффективным средством уменьшения емкости анод - сетка является экранирование электростати*!еского поля

Э- -i

Рис. 3.1. Экранирующая сетка в усилительной лампе

Рис. 3.2. Заземление экранирующей сетки по высокой частоте с помощью конденсатора

анода. В качестве экрана используют металлическую сетку Э, помещенную между анодом А и управляющей сеткой С лампы (рис. 3.1). При достаточно густой экранирующей сетке и при условии, что она заземлена, силовые линии электростатического поля анода в основном перехватываются витками сетки и лишь в незначительной степени проникают к управляющей сетке. Благодаря этому емкбсть анода по отношению к управляющей сетке Caci резко уменьшается. Однако экранирующая сетка должна быть в достаточной степени прозрачной для электронного потока, идущего на анод, и ее не удается делать очень густой;